(57)【要約】【課題】スペックルノイズを生じにくい光を射出する光変調装置を提供する。【解決手段】本発明の光変調装置１は、光源から入射した光を変調する光変調装置１であって、光の拡散角を入射前よりも大きくして射出する光拡散手段１３を有している。光拡散手段１３から射出後の光において広角成分の占める割合が、光拡散手段１３に入射前の光よりも高くなる。したがって、光拡散手段１３から射出された光が干渉しにくくなり、スペックルノイズが低減される。光変調装置１を用いてデバイスを構成すると、光変調装置１の外部にスペックルノイズを低減するための光学系が不要となり、デバイスの構成をシンプルにすることが可能になる。【選択図】図１
2010039137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から入射した光を変調する光変調装置であって、
前記光の拡散角を入射前よりも大きくして射出する光拡散手段を有していることを特徴とする光変調装置。
【請求項２】
前記光拡散手段が回折光学素子により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
【請求項３】
前記回折光学素子が表面レリーフ型であることを特徴とする請求項２に記載の光変調装置。
【請求項４】
前記光拡散手段が、母材中に前記母材とは屈折率が異なる拡散粒子を分散させた光拡散層により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光変調装置。
【請求項５】
前記光拡散手段の所定の位置から射出される光の拡散強度分布は、光の中心軸に対して少なくとも両側に１つずつの凸部を有する分布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項６】
前記光拡散手段の所定の位置から射出される光の拡散強度分布は、光の中心軸にまたがって平坦部を有する分布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項７】
一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された液晶層と、を有し、前記一対の基板のうちの一方の基板に前記光拡散手段が設けられており、前記光拡散手段が設けられた前記一方の基板は、前記液晶層の射出側に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光変調装置。
【請求項８】
前記一方の基板における前記液晶層側に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成された電極と、を有し、
前記光拡散手段が前記電極と平面的に重ね合わされて配置されているとともに、前記平坦化膜に覆われていることを特徴とする請求項７に記載の光変調装置。
【請求項９】
光源と、
前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を備えるプロジェクタであって、
前記光変調装置は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光変調装置であることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタ、光変調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ等の投射型画像表示装置の分野において、高出力な光が得られる照明光源としてレーザ光源が期待されている。レーザ光源は、高圧水銀ランプに比べて色再現性に優れること、瞬時点灯が容易であること、長寿命寿命であること等の長所を有している。一方、レーザ光源を用いると、レーザ光の可干渉性（コヒーレンス性）に起因するスペックルノイズを生じやすくなる。スペックルノイズを生じると投射映像にギラツキ感を生じ、投射映像の品質が低下してしまう。スペックルノイズを低減する手法としては、特許文献１、２に開示されているものが挙げられる。
【０００３】
特許文献１の無スペックル・ディスプレイ装置は、空間的光変調器を照明するコヒーレント光源、及び空間的光変調器とコヒーレント光源との間に配置された拡散素子を備えている。コヒーレント光源から射出された光は、拡散素子を経て空間的光変調器により変調され、走査面に投射される。拡散素子は、すりガラス等からなる回転系であり、拡散素子が回転することにより、干渉パターンが走査面上を高速に移動して視認されにくくなる。
【０００４】
特許文献２の画像表示システムは、コヒーレンス性を有する光を発する光源、及びこの光を走査する走査手段を備えている。また、光が走査される走査面と走査手段との間の投射光学系に、中間像を形成する光学系が含まれており、中間像が形成される位置に拡散角を大きくする光拡散角変換素子が配置されている。光拡散角変換素子により、複数のスペックルパターンが重畳されるので、各々のスペックルパターンが視認されにくくなる。
【特許文献１】特開平６−２０８０８９号公報
【特許文献２】特開２００６−５３４９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２によれば、スペックルノイズを低減可能であるとされているが、これらの技術を実際に適用しようとしても以下のような不都合がある。
【０００６】
特許文献１の技術を用いると、拡散素子が空間的光変調器とコヒーレント光源との間に配置されているので、空間的光変調器に到達した光の拡散角が非常に大きくなり、光利用効率の低下やコントラストの低下を生じてしまう。拡散素子を設けることにより部品数が増えることや、空間的光変調器と拡散素子との位置合わせに精度が要求されることによりコストが高くなってしまう。
【０００７】
特許文献２の技術を用いると、光拡散角変換素子を設けることにより投射光学系の部品数が増加してしまう。そのため、投射光学系が複雑化すること、投射光学系において要求される位置合わせ精度が高くなること、投射光学系が大型化すること等によりコストが高くなってしまう。また、走査手段と光拡散角変換素子との位置合わせも高精度に行う必要があるので、コストがさらに高くなってしまいデバイスを構成することが現実的でなくなる。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、シンプルな構成でありながら良好な投射映像が得られるプロジェクタを提供することを目的の１つとする。また、スペックルノイズを生じにくい光を射出する光変調装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光変調装置は、光源から入射した光を変調する光変調装置であって、前記光の拡散角を入射前よりも大きくして射出する光拡散手段を有していることを特徴とする。
このようにすれば、光拡散手段から射出後の光において広角成分の占める割合が、光拡散手段に入射前の光よりも高くなる。したがって、光拡散手段から射出された光が干渉しにくくなり、スペックルノイズが低減される。このような光変調装置を用いてデバイスを構成すると、光変調装置の外部にスペックルノイズを低減するための光学系が不要となり、デバイスの構成をシンプルにすることが可能になる。
【００１０】
また、前記光拡散手段が回折光学素子により構成されていてもよい。この場合には、前記回折光学素子が表面レリーフ型であることが好ましい。
このようにすれば、回折光学素子を通る光が回折することにより、回折光学素子から射出された光の拡散角が入射前よりも大きくなる。また、回折光学素子が表面レリーフ型であれば、表面の凹凸の間隔を設計することにより、射出される光において光束と直交する断面での光強度を所望の分布に制御することでき、スペックルノイズを低減させる程度と光損失とのバランスを最適化することができる。
【００１１】
また、前記光拡散手段が、母材中に前記母材とは屈折率が異なる拡散粒子を分散させた光拡散層により構成されていてもよい。
このようにすれば、体積振幅型や体積位相型、表面レリーフ型の回折光学素子を用いる場合に比べて、光拡散手段の形成に微細な加工が不要になり、光変調装置を構成することが容易になる。
【００１２】
また、前記光拡散手段の所定の位置から射出される光の拡散強度分布は、光の中心軸に対して少なくとも両側に１つずつの凸部を有する分布になっていてもよい。
このようにすれば、光の拡散強度分布が光の中心軸で極大となる場合に比べて、光拡散手段から射出後の光束において広角成分の占める割合が高くなり、効果的にスペックルノイズを低減することができる。
【００１３】
また、前記光拡散手段の所定の位置から射出される光の拡散強度分布は、光の中心軸にまたがって平坦部を有する分布になっていてもよい。
このようにすれば、光拡散手段から射出後の光束において、光の拡散強度が最大となる範囲が入射前よりも光束の中心軸から広がっているので、入射前よりも広角成分の占める割合が高くなる。また、光の拡散強度が光の中心軸で最大となっているので、光の拡散強度が光の中心軸の周囲で極大となるように光拡散手段を設計した場合に比べて回折損失が小さくなり、光の利用効率が高くなる。
【００１４】
また、一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持された液晶層と、を有し、前記一対の基板のうちの一方の基板に前記光拡散手段が設けられており、前記光拡散手段が設けられた前記一方の基板は、前記液晶層の射出側に配置されていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、液晶層により偏光状態が変化した光が液晶層から射出され、射出された光のうちの所定方向の偏光を偏光板等の偏光手段によって分離することにより、光源から光変調装置に入射した光を変調することができる。射出側に配置された一方の基板に光拡散手段が設けられているので、入射側に配置された他方の基板に光拡散手段を設ける必要がなくなる。これにより、スペックルノイズを低減するとともに、液晶層に入射前の光について拡散角を小さくすることができる。拡散角が小さい光を液晶層に入射させることにより、液晶層において光の偏光状態を効果的に変化させることができ、光の利用効率が高くなる。また、液晶層に対して垂直に近い方向から光が入射するので、コントラストの低下が防止される。
【００１６】
また、前記一方の基板における前記液晶層側に形成されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子上に形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成された電極と、を有し、前記光拡散手段が前記電極と平面的に重ね合わされて配置されているとともに、前記平坦化膜に覆われていることが好ましい。
このようにすれば、電極の印加電界により液晶層に入射した光の偏光状態を変化させることができ、この光が光拡散手段に入射するので、効果的にスペックルノイズを低減することができる。また、光拡散手段が平坦化膜に覆われており光拡散手段の上方が平坦になるので、ここに電極を良好に形成することができる。また、セルギャップが均一になることにより、投射映像に表示ムラを生じることが防止される。
【００１７】
本発明のプロジェクタは、光源と、前記光源から射出された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射装置と、を備えるプロジェクタであって、前記光変調装置は、前記の本発明の光変調装置であることを特徴とする。
このようにすれば、光拡散手段から射出後の光において広角成分の占める割合が、光拡散手段に入射前の光よりも高くなる。したがって、光拡散手段から射出された光が干渉しにくくなり、スペックルノイズが低減され、高品質な投射映像が得られるプロジェクタになる。また、光変調装置が光拡散手段を有しており、光変調装置の外部にスペックルノイズを低減するための光学系が不要となるので、シンプルな構成のプロジェクタにすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。
【００１９】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の液晶ライトバルブ１の要部断面図である。
図１に示すように、液晶ライトバルブ１は、互いに対向して配置された素子基板１０及び対向基板２０と、基板間に挟持された液晶層３０とを備えている。本実施形態の液晶ライトバルブ１は透過型のものであり、平面視格子状の遮光領域Ｄにより区画された複数の画素Ｐを有している。ここでいう画素とは、光が透過する領域である。液晶ライトバルブ１は、レーザ光等のコヒーレンス性（可干渉性）を有する光を変調して射出するものである。ここでは、対向基板２０側が光源光の入射側になっており、素子基板１０側が射出側になっている。
【００２０】
素子基板１０は、例えばアクティブマトリクス型のものであり、ガラスや石英等からなる透明基板１０Ａを基体にして形成されている。透明基板１０Ａの液晶層３０側には、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと称す）１１が設けられている。
【００２１】
ＴＦＴ１１は、例えば多結晶シリコン技術を用いて形成されており、遮光領域Ｄと重なる部分に配置されている。ＴＦＴ１１のソース領域は、データ線（図示略）を介して、画像信号を供給する信号源と電気的に接続されている。ＴＦＴ１１のゲート電極は、走査線（図示略）を介して、走査信号を供給する信号源と電気的に接続されている。データ線及び信号線は、遮光領域Ｄと重なる部分に配置されている。遮光領域Ｄには、ＴＦＴ１１よりも液晶層３０側に遮光部材（図示略）が設けられており、ＴＦＴ１１に光が入射しないようになっている。なお、データ線や走査線等の各種配線が遮光部材を兼ねていてもよい。また、遮光部材は、素子基板１０、対向基板２０のいずれに設けられていてもよいし、両方に設けられていてもよい。
【００２２】
透明基板１０Ａの液晶層３０側には、画素Ｐと重なる部分に回折光学素子１３が設けられている。回折光学素子１３は、光拡散手段として機能するものである。光拡散手段としては、体積振幅型や体積位相型、表面レリーフ型等の各種回折光学素子を用いることができ、また拡散粒子を含んだ光拡散層を用いることもできる。光拡散層を用いた構成については、［第２実施形態］で説明する。
【００２３】
本実施形態の回折光学素子１３は、入射側（液晶層３０側）の表面が凹凸形状に加工された表面レリーフ型のものである。回折光学素子１３は、例えばシリコン酸化物からなり、屈折率が１．５程度のものである。回折光学素子１３に入射した光は、表面の凹凸により回折し、一次以上の回折光は入射光に対して傾いて射出される。回折光学素子１３から射出される光は、０次回折光を含んだ回折光を重ね合わせた光束になるため、入射前よりも拡散角が広くなる。以下、回折光学素子１３の配光特性について説明する。
【００２４】
図２（ａ）〜（ｃ）は、拡散角に対する光強度の分布を例示するグラフである。図２（ａ）〜（ｃ）において、横軸は光束の中心軸を０°とした拡散角を示し、縦軸は、光束の規格化された光強度を示している。
図２（ａ）には、一般的な拡散分布であるガウスシアン分布を示している。光の拡散角の評価は、例えば拡散角に対する光強度の分布について標準偏差を求めること等により行うことができる。標準偏差が大きくなるほど、拡散角が大きいことを意味する。
【００２５】
光の可干渉性を低くするためには拡散角が大きくすればよく、具体的には光束全体の光量に対して光束の中心軸から離れた部分における光量（広角成分）の占める割合を高くすればよい。回折角や、回折角ごとの光強度は、回折光学素子１３の屈折率や、凹凸のピッチ、凹凸の疎密等により調整することができる。これにより、図２（ｂ）、（ｃ）に示すような配光特性にするとよい。
【００２６】
図２（ｂ）は、光強度がフラットトップ型の分布になっている例である。フラットトップ型の分布において、光強度は光束の中心軸（拡散角０°）で最大となっているとともに、光束の中心軸周り（ここでは拡散角が−３°〜３°程度）で略均一になっている。つまり、光強度分布は、光束の中心軸にまたがって平坦部を有している。回折光学素子１３から射出される光束をフラットトップ型にすれば、図２（ａ）に示したガウシアン分布のものよりも広角成分の占める割合が大きくなり、可干渉性が低くなる。また、一般にレンズ等の光学素子においては、光学素子の光軸から離れた部分を通る光ほど利用効率が低下する。光束において総光量に占める中心軸付近に分布する光量の割合が高いほど、光学素子の光軸付近を通る光量を多くすることができ、光の利用効率が高くなる。フラットトップ型にすることにより、後述するリング型よりも光束の中心軸付近における光量が多くなるので、光の利用効率が高くなる。
【００２７】
図２（ｃ）は、光強度がリング型の分布になっている例である。リング型の分布において、光強度は光束の中心軸（拡散角０°）の周囲で極大になっている。つまり、光強度分布は、光束の中心軸に対して少なくとも両側に１つずつの凸部を有している。ここでは、光強度が拡散角０°において極小となり、拡散角が−３°と３°とにおいて極大になっている。リング型にすることにより、フラットトップ型よりも広角成分の割合を増やすことができ、可干渉性を格段に低くすることができる。
フラットトップ型、リング型のいずれを採用する場合でも、光の利用効率を確保する観点から、拡散角が±１５°の範囲内にほぼ収まる光が射出されるように光拡散手段を設計するとよい。
【００２８】
図１に示したように、ＴＦＴ１１と回折光学素子１３を覆って層間絶縁膜１２が設けられており、層間絶縁膜１２上の画素Ｐと重なる部分には島状の画素電極１４が設けられている。層間絶縁膜１２には、コンタクトホールが設けられており、画素電極１４はコンタクトホールを介してＴＦＴ１１のドレイン領域と電気的に接続されている。層間絶縁膜１２は、材料選択により回折光学素子１３よりも屈折率が低くなっている。本実施形態の層間絶縁膜１２は、例えばポーラスシリカ等からなり、屈折率が１．２５程度のものである。層間絶縁膜１２の形成方法としては、シリカ等の液状体をスピンコート法等の塗布法により塗布した後、焼成する方法が挙げられる。このようにすれば、層間絶縁膜１２により、ＴＦＴ１１やデータ線等の各種配線、あるいは回折光学素子１３に起因する凹凸を埋めることができる。これにより、層間絶縁膜１２が前記の凹凸を平坦化する平坦化層としても機能するようになる。
【００２９】
画素電極１４と液晶層３０との間には、液晶層３０の配向状態を制御する配向膜１５が設けられている。透明基板１０Ａにおける液晶層３０と反対側には、偏光板１６が設けられている。
【００３０】
対向基板２０は、ガラスや石英等からなる透明基板２０Ａを基体にして形成されている。透明基板２０Ａの液晶層３０側にはベタ状の共通電極２１が設けられている。共通電極２１と液晶層３０との間には、液晶層３０の配向状態を制御する配向膜２２が設けられている。透明基板２０Ａにおける液晶層３０と反対側には、偏光板２３が設けられている。
【００３１】
以上のような液晶ライトバルブ１において、ＴＦＴ１１のゲート電極に走査信号が供給されるとＴＦＴ１１がオンになる。ＴＦＴ１１がオンになると、データ線及びＴＦＴ１１を介して、画像信号が画素電極１４に伝達される。すると、画素電極１４と共通電極２１との間に画像信号に応じた電圧が印加され、画素Ｐごとに液晶層３０に電界が印加される。これにより、液晶層３０の液晶分子の方位角が、印加された電界に応じて制御される。
【００３２】
一方、図示略の光源から液晶ライトバルブ１に入射した光Ｌ１は、偏光板２３を通ることにより、所定の偏光（例えば、直線偏光）になって液晶層３０に入射する。液晶層３０に入射した光は、液晶分子の方位角に応じて偏光状態が変化し、例えば液晶層に入射時と異なる方向の直線偏光になって素子基板１０に入射する。素子基板１０に入射した光は、回折光学素子１３により回折を生じて広角成分の占める割合が大きくなり、可干渉性が低くなる。そして、回折光学素子１３から射出された光は、その一部が偏光状態に応じて偏光板１６に吸収されて分離され、画像信号に応じた階調の光となる。
【００３３】
以上のような第１実施形態の液晶ライトバルブ１にあっては、回折光学素子１３を備えているので、液晶ライトバルブ１から射出された光Ｌ２の可干渉性が入射前の光Ｌ１よりも低くなる。したがって、光Ｌ２の干渉によりスペックルノイズを生じることが格段に低減され、液晶ライトバルブ１により良好なデバイスを構成することが可能になる。例えば、液晶ライトバルブ１によりプロジェクタを構成すれば、ギラツキ感を生じない高品質な投射映像が得られるようになる。また、液晶ライトバルブ１により光の可干渉性を低くするので、プロジェクタ等のデバイスにおいて、照明系や投射系において光の可干渉性を低くするための光学部品が不要になる。したがって、シンプルな構成のデバイスを構成することができ、デバイスを低コストにすることや小型化することが可能になる。
【００３４】
また、光拡散手段として回折光学素子１３を用いているので、凹凸のピッチや疎密を調整することにより、所望の配向特性の回折光学素子１３とすることができる。したがって、スペックルノイズを低減させる程度や、液晶ライトバルブ１から射出される光の利用効率を高精度に調整することが可能になる。
【００３５】
［第２実施形態］
図３（ａ）は、第２実施形態の液晶ライトバルブ２の概略構成を示す断面図であり、図３（ｂ）は、光拡散手段の拡大図である。
図３（ａ）に示すように、液晶ライトバルブ２は第１実施形態と同様の構成になっているが、光拡散手段が光拡散層により構成されている点が第１実施形態と異なる。ここでは、ＴＦＴ１１と画素電極１４との間に配置された層間絶縁膜が、光拡散層１３Ｂとして機能するようになっている。
【００３６】
図３（ｂ）に示すように、光拡散層１３Ｂは光を散乱する拡散粒子１３１Ｂを有しており、体積散乱型の光拡散手段になっている。本実施形態の光拡散層１３Ｂは、例えばアクリル系等の樹脂材料を母材とする溶液に二酸化チタンからなる拡散粒子１３１Ｂを分散させた液状体を形成材料に用いている。拡散粒子の粒径は、液晶ライトバルブ２に入射する光Ｌ１の波長と同程度のスケール（例えば波長の１〜１０倍程度）の範囲から選択され、ここでは１μｍ程度にしている。
【００３７】
前記の液状体を例えばスピンコート法等の塗布法を用いて塗布した後に、塗布膜を乾燥・焼成することにより、光拡散層１３Ｂが得られる。得られた光拡散層１３Ｂは、拡散粒子１３１Ｂの粒径や材質（屈折率）、光拡散層１３Ｂに含まれる拡散粒子１３１Ｂの粒子数（密度）等により、配光特性を制御することができる。
【００３８】
以上のような第２実施形態の液晶ライトバルブ２にあっては、光拡散層１３Ｂを備えているので、第１実施形態と同様に、射出された光Ｌ２にスペックルノイズを生じることが格段に低減される。また、光拡散層１３Ｂは、体積振幅型や体積位相型、表面レリーフ型等の光拡散手段よりも格段に容易に形成することができるので、光変調装置を低コストで構成することが可能になる。
【００３９】
なお、第１、第２実施形態では、層間絶縁膜に光拡散手段を設けていたが、液晶ライトバルブにおいて外部から光が入射する面と射出される面との間の光路上に設けられていればよい。例えば、液晶層３０よりも入射側である対向基板２０に光拡散手段を設けてもよい。この場合もスペックルノイズを低減する観点では、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。一方、第１、第２実施形態のように、液晶層３０よりも射出側である素子基板１０に光拡散手段を設ければ、液晶層３０を通る光の偏光状態を効果的に変化させることができ、光の利用効率が高くなる。
【００４０】
また、素子基板１０を入射側、対向基板２０を射出側にした構成も可能である。この場合には、対向基板２０に光拡散手段を設けることにより、スペックルノイズが低減されるとともに光の利用効率が高くなる。素子基板１０を入射側とする場合に、ＴＦＴ１１よりも透明基板１０Ａ側に遮光部材を配置すれば、ＴＦＴ１１に光が入射することによる誤作動を防止することができる。
【００４１】
また、素子基板１０において層間絶縁膜以外に光拡散手段を設けてもよく、例えば、画素電極１４の表面に凹凸を形成しておき、これを回折光学素子として機能させてもよい。また、例えばパッシベーション膜や下地絶縁膜等の各種絶縁膜を回折光学素子で構成してもよいし、層間絶縁膜の一部が光拡散手段で構成されていてもよい。
【００４２】
また、画素と平面的に重なる部分に選択的に光拡散手段を設けるのではなく、画素と遮光領域とにわたって設けるようにしてもよい。例えば、光拡散層により光拡散手段を構成する場合に、透明基板１０Ａ上にベタ状の光拡散層を形成し、この上にＴＦＴ等を形成するようにしてもよい。これにより、光拡散層をパターニングする必要がなくなるので、光拡散手段を構成することが格段に容易になる。
【００４３】
第１、第２実施形態は、透過型の液晶ライトバルブを例に説明したが、反射型の液晶ライトバルブ、あるいはデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等の液晶技術を用いていない光変調装置にも適用することが可能である。光変調装置における光路上に光拡散手段を設けることにより、スペックルノイズを低減する効果が得られる。第１、第２実施形態のように透過型の光変調装置に適用すれば、変調前の光において拡散角を小さくするとともに変調後の光において拡散角を相対的に大きくすることができ、光の利用効率が高くなる。透過型にする場合には、液晶ライトバルブにより光変調装置を構成するとよい。液晶ライトバルブは透過型の光変調装置としては実績があるので、光の利用効率の向上、スペックルノイズの低減、及び信頼性の確保をいずれも満足することが可能になる。
【００４４】
［第３実施形態］
次に、本発明のプロジェクタの一実施形態を説明する。図４は、本実施形態のプロジェクタ３を示す概略構成図である。
図４に示すように、プロジェクタ３は、レーザ光源装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３３と、投射装置３４とを備えている。レーザ光源装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂと、液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂとの間には、それぞれ照明光学系３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂが配置されている。レーザ光源装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂはそれぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出し、射出された各色光はそれぞれ液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂにより変調される。変調された各色光はクロスダイクロイックプリズム３３により合成され、合成された光は投射装置３４により投射される。
【００４５】
照明光学系３１Ｒは、レーザ光源装置３０Ｒから射出された光のビーム径を拡大するホログラフィック光学素子（以下、ＣＧＨと称す）３１１Ｒと、ＣＧＨ３１１Ｒから射出された光を液晶ライトバルブ３２Ｒに向けて反射させるミラー３１２Ｒとを有している。照明光学系３１Ｇは照明光学系３１Ｒと同様の構成になっており、照明光学系３１Ｇはミラーを有していない点で異なる。
【００４６】
液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂは、いずれも本発明の光変調装置により構成されている。これにより、液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂから射出される各色光は、レーザ光源装置３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂから射出された光よりも可干渉性が低くなっている。
【００４７】
クロスダイクロイックプリズム３３は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成されている。クロスダイクロイックプリズム３３の内面には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。３つの色光は、これらの誘電体多層膜によって合成され、カラー画像を表す光になる。
【００４８】
合成された光は、投射レンズを有する投射装置３４によりスクリーン３５上に拡大投写される。液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂからの射出光の広角成分が増していることに対応させて、スクリーン３５に射出光が良好に結合するように投射レンズのＦ数が調整されている。これにより、良好な投射映像が得られるようになっている。
【００４９】
本実施形態のプロジェクタ３にあっては、液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂから射出される各色光の可干渉性が低くなっている。したがって、干渉により投射映像にスペックルノイズを生じることが防止され、高品質な投射映像が得られる良好なプロジェクタになっている。また、液晶ライトバルブ３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂにより可干渉性を低くしているので、これらとは別に可干渉性を低くするための光学部品を配置する必要がない。したがって、シンプルな構成のプロジェクタを構成することが可能になり、プロジェクタを低コストにすることができる。
【００５０】
なお、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、反射型の液晶ライトバルブや液晶技術を用いていない光変調装置、例えばＤＭＤ等を用いてもよい。投射光学系の構成は、使用される光変調装置の種類に応じて適宜変更すればよい。また、色光合成手段として、クロスダイクロイックプリズムを用いているが、この他にも例えばダイクロイックミラーをクロス配置とし色光を合成するもの、ダイクロイックミラーを平行に配置し色光を合成するものを用いることができる。
【００５１】
本発明の光変調装置は、フロント型あるいはリア型のいずれのプロジェクタにも適用可能であり、プロジェクタの他にもレーザ加工装置等に適用可能である。いずれのデバイスに適用した場合であっても、コヒーレント光源から射出された光を本発明の光変調装置により可干渉性を低くすることができる。また、本発明の光変調装置をランプ光源に適用した場合にも、シンチレーションといわれる映像のチラツキを防止することが可能となる。これにより、シンプルな構成でありながらスペックルノイズやシンチレーションを低減可能なデバイスとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】第１実施形態の光変調装置の要部断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ配向特性を例示するグラフである。
【図３】（ａ）は第２実施形態の断面構成図、（ｂ）は要部拡大図である。
【図４】第３実施形態のプロジェクタを示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５３】
１、２、３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂ・・・液晶ライトバルブ（光変調装置）、３・・・プロジェクタ、１０Ａ、２０Ａ・・・透明基板（基板）、１１・・・ＴＦＴ（スイッチング素子）、１２・・・層間絶縁膜（平坦化膜）、１３・・・回折光学素子（光拡散手段）、１３Ｂ・・・光拡散層（光拡散手段）、１４・・・画素電極（電極）、１３１Ｂ・・・拡散粒子、２０・・・対向基板（基板）、３０・・・液晶層、３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂ・・・レーザ光源装置、３４・・・投射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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